DE102016118250A1

DE102016118250A1 - Agricultural working machine

Info

Publication number: DE102016118250A1
Application number: DE102016118250.8A
Authority: DE
Inventors: Thibault Bacle
Original assignee: Claas Tractors SAS
Current assignee: Claas Tractors SAS
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2018-03-29
Also published as: EP3299204A1

Abstract

Eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (10) mit einem Antriebsmotor (14), einem mit dem Antriebsmotor (14) verbundenen Fahrgetriebe (16), mindestens einem Maschinenkühlsystem (18), welches als Kühlkreislauf (28) mit einem Kühlmittel ausgestaltet ist, und einem durch den Antriebsmotor (14) antreibbaren Zapfwellengetriebe (12). Gemäß der Erfindung ist das Zapfwellengetriebe (12) fluidisch mit mindestens einem Maschinenkühlsystem (18) der Arbeitsmaschine (10) zum Kühlen und/oder Schmieren des Zapfwellenge-triebes (12) verbunden.An agricultural working machine (10) having a drive motor (14), a driving gear (16) connected to the drive motor (14), at least one engine cooling system (18), which is designed as a cooling circuit (28) with a coolant, and one by the drive motor (14) PTO drive (12) drivable. According to the invention, the PTO transmission (12) is fluidly connected to at least one engine cooling system (18) of the work machine (10) for cooling and / or lubricating the PTO drive (12).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einem Zapfwellengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. The present invention relates to an agricultural work machine with a PTO transmission according to the preamble of claim 1.

Landwirtschaftliche Arbeitsmaschinen, beispielsweise Traktoren, verfügen üblicherweise über Zapfwellen, über welche Anbaugeräte wie Mähwerke angeschlossen und angetrieben werden können. Die Zapfwellen werden über den Antriebsmotor angetrieben, und sind an der Karosserie des Traktors frontseitig und/oder heckseitig herausgeführt. Eine Arbeitsdrehzahl der Zapfwelle wird dabei über ein Zapfwellengetriebe eingestellt. Agricultural machines, such as tractors, usually have PTOs, via which attachments such as mowers can be connected and driven. The PTOs are driven by the drive motor, and are led out on the front of the tractor and / or on the rear. A working speed of the PTO is set via a PTO.

Die Zapfwellen von landwirtschaftlichen Arbeitsmaschinen werden üblicherweise nicht dauerhaft betrieben, sondern werden nur für bestimmte Arbeitsvorgänge genutzt. Während der Nutzung werden durch die Zapfwelle hohe Drehmomente übertragen, weshalb zur Schmierung und Kühlung der Zapfwelle und des Zapfwellengetriebes ein hoher Durchsatz an Öl erforderlich ist, welches mit einem verhältnismäßig hohen Systemdruck von einer Pumpe des Zapfwellengetriebes gefördert wird. Bei abgeschalteter Zapfwelle hingegen ist lediglich eine Schmierung der drehenden Teile des Zapfwellengetriebes sowie gegebenenfalls das Betätigen einer Bremse erforderlich, wofür ein deutlich geringerer Systemdruck benötigt wird. Von dem Systemdruck hängt auch der Leistungsbedarf der Pumpe ab, so dass diese bei konstant bleibendem Systemdruck eine erhebliche Verlustleistung aufweist, was zu einer Erwärmung des Kühlmittels führt. The PTOs of agricultural machines are usually not operated permanently, but are used only for certain operations. During use, the PTO shaft transmits high torques, which is why lubrication and cooling of the PTO shaft and PTO requires a high flow rate of oil which is delivered at a relatively high system pressure by a PTO pump. When PTO is off, however, only a lubrication of the rotating parts of the PTO and, if necessary, the operation of a brake is required, for which a much lower system pressure is needed. The system pressure also depends on the power requirement of the pump, so that it has a considerable power loss while the system pressure remains constant, which leads to a heating of the coolant.

Aus der DE 199 18 501 A1 ist eine Hydraulikanlage für eine Zapfwelle mit einer die Kupplung in einem Nutzfahrzeug bekannt. Die Hydraulikanlage weist dabei eine die Kupplung, die Bremse und einen Schmierkreis mit Druckflüssigkeit versorgende Pumpe auf. Weiterhin sind ein Steuerventil zum Einschalten und Ausschalten der Kupplung und eine Einrichtung, die ein Druckbegrenzungsventil enthält, das beim Einschalten der Kupplung einen hohen Systemdruck und beim Ausschalten der Kupplung einen niedrigen Systemdruck zur Verfügung stellt, offenbart. Das Druckbegrenzungsventil ist dabei einstellbar, wobei die Einstellung durch einen Beaufschlagungsdruck der Kupplung erfolgt. Nachteilig ist hierbei jedoch neben dem benötigten Bauraum die Verlustleistung, welche durch den Betrieb der Pumpe aufgewendet werden muß. From the DE 199 18 501 A1 is a hydraulic system for a PTO with a clutch in a commercial vehicle known. In this case, the hydraulic system has a pump which supplies the clutch, the brake and a lubrication circuit with hydraulic fluid. Furthermore, a control valve for switching on and off of the clutch and a device which includes a pressure relief valve, which provides a high system pressure when switching on the clutch and a low system pressure when the clutch is switched off, are disclosed. The pressure limiting valve is adjustable, wherein the adjustment is effected by an application pressure of the clutch. The disadvantage here, however, in addition to the required space, the power loss, which must be expended by the operation of the pump.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einem Zapfwellengetriebe bereitzustellen, welches eine verbesserte Energieeffizienz und einen verringerten Bauraum aufweist. It is therefore the object of the present invention to provide an agricultural work machine with a PTO transmission, which has an improved energy efficiency and a reduced installation space.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by the characterizing features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einem Antriebsmotor, einem mit dem Antriebsmotor verbundenen Fahrgetriebe, mindestens einem Maschinenkühlsystem, welches als Kühlkreislauf mit einem Kühlmittel ausgestaltet ist, und einem durch den Antriebsmotor antreibbaren Zapfwellengetriebe. Gemäß der Erfindung ist das Zapfwellengetriebe fluidisch mit mindestens einem Maschinenkühlsystem der Arbeitsmaschine zum Kühlen und/oder Schmieren des Zapfwellengetriebes verbunden. Durch die Verbindung des Zapfwellengetriebes mit mindestens einem Maschinenkühlsystem, insbesondere dessen Kühlkreislauf, kann das Kühlmittel, beispielsweise Öl, des Maschinenkühlsystems ebenfalls zur Kühlung- und/oder Schmierung des Zapfwellengetriebes genutzt werden. Dies ermöglicht es, das Zapfwellengetriebe pumpenlos auszugestalten, wodurch die Komplexität des Zapfwellengetriebes verringert und dadurch neben den Kosten auch der benötigte Bauraum verringert werden kann. Zudem kann durch die reduzierte Verlustleistung aufgrund des Wegfalls der Pumpe in dem Zapfwellengetriebe die Energieeffizienz der Arbeitsmaschine verbessert werden. An agricultural working machine with a drive motor, a driving gear connected to the drive gear, at least one engine cooling system, which is designed as a cooling circuit with a coolant, and a drivable by the drive motor PTO transmission. According to the invention, the PTO transmission is fluidly connected to at least one engine cooling system of the work machine for cooling and / or lubricating the PTO transmission. By connecting the power take-off with at least one engine cooling system, in particular its cooling circuit, the coolant, such as oil, the engine cooling system can also be used for cooling and / or lubrication of the power take-off. This makes it possible to design the PTO gear pumpless, which reduces the complexity of the PTO and thus in addition to the cost of the required space can be reduced. In addition, the energy efficiency of the working machine can be improved by the reduced power loss due to the elimination of the pump in the PTO.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Maschinenkühlsystem ein Fahrgetriebekühlsystem und/oder ein Achskühlsystem. Die Maschinenkühlsystem sind sowohl Kühl- als auch Schmiersystem. Das Zapfwellengetriebe kann an die bereits vorhandenen Kühlkreisläufe der Maschinenkühlsysteme für das Fahrgetriebe und/oder ein Kühlsystem für, insbesondere Achsen mit hydrostatischem Antrieb, angeschlossen werden. Dies hat den Vorteil, dass durch die Nutzung bereits vorhandener Kühlsystem die Komplexität verringert und Kosten gesenkt werden können. In a preferred embodiment of the invention, the engine cooling system is a Fahrgetriebekühlsystem and / or a Achskühlsystem. The engine cooling systems are both cooling and lubrication systems. The PTO can be connected to the existing cooling circuits of the machine cooling systems for the drive gear and / or a cooling system for, in particular axles with hydrostatic drive. This has the advantage that by using already existing cooling system the complexity can be reduced and costs can be reduced.

Besonders bevorzugt ist ein erstes Ventil zum Steuern des Zuflusses an Kühlmittel in das Zapfwellengetriebe vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise in Abhängigkeit eines Betriebes der Zapfwelle oder sensorabhängig der Druck und/oder Zufluss an Kühlmittel regelbar ist. Zudem kann das erste Ventil an einer geeigneten Stelle außerhalb des Zapfwellengetriebes angeordnet werden, wodurch der, beispielsweise frontseitig an dem Traktor, benötigte Bauraum weiter reduziert werden kann. Particularly preferably, a first valve for controlling the inflow of coolant is provided in the PTO transmission. This has the advantage that the pressure and / or inflow of coolant can be regulated, for example, as a function of operation of the power take-off shaft or sensor-dependent. In addition, the first valve can be arranged at a suitable location outside of the PTO, whereby the space required, for example, on the front of the tractor, space can be further reduced.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Zapfwellengetriebe eine Eingangswelle und mindestens eine Abtriebswelle auf, wobei an der Eingangswelle eine Kupplung angeordnet ist. Durch die pumpenlose Ausgestaltung des Zapfwellengetriebes kann eine Kupplung unmittelbar an der Eingangswelle angeordnet werden, was den Vorteil bietet, dass das Zapfwellengetriebe bei geöffneter Kupplung nicht in Bewegung ist. Hierdurch können Energieverlust vermieden und die Effizienz weiter gesteigert werden. In a preferred embodiment of the invention, the power take-off has an input shaft and at least one output shaft, wherein on the input shaft, a clutch is arranged. Due to the pompeless design of the power take-off, a clutch can be arranged directly on the input shaft, which has the advantage provides that the PTO gearbox is not moving when the clutch is open. As a result, energy loss can be avoided and the efficiency further increased.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Zapfwellengetriebe ein zweites Ventil zum Schalten der Kupplung aufweist. Das zweite Ventil ist dabei im Wesentlichen mit dem Systemdruck des Maschinenkühlsystem, oder einem gedrosselten Druck, beaufschlagt. Dies hat den Vorteil, dass der Systemdruck des Maschinenkühlsystems zum Schalten der Kupplung verwendet werden kann. Besonders vorteilhafterweise ist das Zapfwellengetriebe derart ausgestaltet, dass ein Systemdruck eines Maschinenkühlsystems zum Schalten einer Übersetzung des Zapfwellengetriebes nutzbar ist. Furthermore, it is preferably provided that the PTO transmission has a second valve for switching the clutch. The second valve is essentially subjected to the system pressure of the engine cooling system, or a throttled pressure. This has the advantage that the system pressure of the engine cooling system can be used to shift the clutch. Particularly advantageously, the power take-off gear is designed such that a system pressure of a machine cooling system for switching a transmission of the power take-off gear is available.

Vorteilhafterweise weist das Zapfwellengetriebe eine Schmiereinheit auf. Die Schmiereinheit ermöglicht ein gezieltes Kühlen und Schmieren der Bauteile des Zapfwellengetriebes. Dadurch kann die benötigte Menge an Kühlmittel reduziert werden. Advantageously, the PTO gear on a lubrication unit. The lubrication unit enables targeted cooling and lubrication of the components of the PTO gearbox. As a result, the required amount of coolant can be reduced.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Schmiereinheit einen einstellbaren Volumenstrom und/oder Druck auf. Dies kann beispielsweise über ein regelbares Ventil erfolgen, wodurch der benötigte Volumenstrom an Kühlmittel dem tatsächlichen Bedarf angepasst werden kann. In a preferred embodiment of the invention, the lubrication unit has an adjustable volume flow and / or pressure. This can be done for example via a controllable valve, whereby the required volume flow of coolant can be adapted to the actual needs.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Steuerungseinheit zumindest zur Steuerung der Schmiereinheit, des ersten und/oder zweiten Ventils vorgesehen ist. Dies ermöglicht eine Einstellung der Kühlung und/oder Schmierung entsprechend den tatsächlichen Erfordernissen, wodurch die Energieeffizienz weiter erhöht werden kann. In a particularly preferred embodiment of the invention, a control unit is provided at least for controlling the lubrication unit, the first and / or second valve. This allows adjustment of the cooling and / or lubrication according to the actual requirements, whereby the energy efficiency can be further increased.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Zapfwellengetriebe einen Temperatursensor auf. Der Temperatursensor kann mit der Steuerungseinheit verbunden werden und ermöglicht damit eine sensorbasierte Steuerung des Volumenstromes an Kühlmittel, welches dem Zapfwellengetriebe zugeleitet wird. In an advantageous embodiment of the invention, the PTO transmission on a temperature sensor. The temperature sensor can be connected to the control unit and thus allows a sensor-based control of the volume flow of coolant, which is fed to the PTO transmission.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Es zeigt: It shows:

1: eine schematische Ansicht einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mit einem Zapfwellengetriebe. 1 : A schematic view of an agricultural machine with a PTO transmission.

In 1 ist schematisch eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 in Form eines Traktors mit einem Zapfwellengetriebe 12 dargestellt. Eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 im Sinne der Erfindung kann jedes zur landwirtschaftlichen Arbeit einsetzbare Fahrzeug sein, beispielsweise ein Traktor, ein Frontlader, ein Nutzfahrzeug, eine Baumaschine, oder eine selbstfahrende Erntemaschine wie ein Mähdrescher oder Feldhäcksler. Die landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 10 weist einen Antriebsmotor 14 auf, der mit einem Fahrgetriebe 16 verbunden ist, beispielsweise um die Arbeitsmaschine 10 fortzubewegen. Zur Kühlung und Schmierung unterschiedlicher Komponenten weist die Arbeitsmaschine 10 ein oder mehrere Maschinenkühlsysteme 18 auf. So erfolgt eine Kühlung und Schmierung des Fahrgetriebes 16 mittels eines Fahrgetriebekühlsystems 20. Mit dem Antriebsmotor 14 ist das Zapfwellengetriebe 12 über eine Welle 22 zu dessen Antrieb verbunden. Die Welle 22 ist dabei mit der Eingangswelle 34 des Zapfwellengetriebes 12 verbunden, welche mit einer eingestellten oder einstellbaren Übersetzung mit einer Abtriebswelle 26 verbunden ist. Zum Antrieb des Zapfwellengetriebes 12 sind auch andere Konstruktionen denkbar, beispielsweise ein Antrieb des Zapfwellengetriebes 12 über das Fahrgetriebe 16. In 1 is schematically an agricultural work machine 10 in the form of a tractor with a PTO transmission 12 shown. An agricultural working machine 10 For the purposes of the invention may be any usable for agricultural work vehicle, such as a tractor, a front loader, a commercial vehicle, a construction machine, or a self-propelled harvester such as a combine harvester or forage harvester. The agricultural working machine 10 has a drive motor 14 on that with a driving gear 16 is connected, for example, the work machine 10 getting around. For cooling and lubrication of different components, the working machine 10 one or more machine cooling systems 18 on. So there is a cooling and lubrication of the drive gear 16 by means of a driving gear cooling system 20 , With the drive motor 14 is the PTO gearbox 12 over a wave 22 connected to its drive. The wave 22 is with the input shaft 34 of the PTO gearbox 12 connected, which with a set or adjustable ratio with an output shaft 26 connected is. To drive the PTO gearbox 12 Other constructions are conceivable, for example, a drive of the PTO 12 over the driving gear 16 ,

Erfindungsgemäß ist das Zapfwellengetriebe 12 mit einem Kühlkreislauf 28 des Fahrgetriebekühlsystems 20, einem Maschinenkühlsystem 18, fluidisch verbunden. Über das Fahrgetriebekühlsystem 20 wird das Zapfwellengetriebe 12 mit einem Volumenstrom an Kühlmittel in Form von Öl gespeist, um eine Kühlung und Schmierung des Zapfwellengetriebes 12 sicherzustellen. Der Volumenstrom kann dabei über ein erstes Ventil 30, welches beispielsweise fahrgetriebeseitig angeordnet sein kann, geregelt werden. Hierbei kann beispielsweise eine Regelung in Abhängigkeit eines Betriebszustandes des Zapfwellengetriebes 12 erfolgen, so dass bei einem Betrieb des Zapfwellengetriebes 12 ein hoher Volumenstrom und bei einem Stillstand des Zapfwellengetriebes 12 ein geringer oder gar kein Volumenstrom an Kühlmittel in das Zapfwellengetriebe 12 eingespeist wird. Über das eingespeiste Kühlmittel kann auch ein zweites Ventil 32 gespeist werden, durch welches eine Kupplung 34 in der Eingangswelle 24 betätigbar ist. Über die Kupplung 34 kann das Zapfwellengetriebe 12 ein- oder abgeschaltet werden. According to the PTO transmission 12 with a cooling circuit 28 of the driving gear cooling system 20 , a machine cooling system 18 , fluidly connected. About the drive transmission cooling system 20 becomes the PTO gearbox 12 supplied with a volume flow of coolant in the form of oil to provide cooling and lubrication of the PTO 12 sure. The volume flow can be via a first valve 30 , which can be arranged, for example, the transmission side, are regulated. Here, for example, a control function of an operating state of the PTO 12 done so that when operating the PTO 12 a high volume flow and at a standstill of the PTO 12 a low or no flow of refrigerant to the PTO 12 is fed. About the injected coolant can also be a second valve 32 be fed, through which a clutch 34 in the input shaft 24 is operable. About the clutch 34 can the PTO gearbox 12 be switched on or off.

Über das Maschinenkühlsystem 18, insbesondere das Fahrgetriebekühlsystem 20, kann eine Schmiereinheit 36 des Zapfwellengetriebes 12 mit Kühlmittel versorgt werden. Über die Schmiereinheit 36 kann das Kühlmittel zum Kühlen und Schmieren effizient an unterschiedliche Punkte in dem Zapfwellengetriebe 12 verbracht werden. Eine regelbare Schmiereinheit 36 ermöglicht dabei eine gezielte, bedarfsgerechte Verteilung des Kühlmittels innerhalb des Zapfwellengetriebes 12. Zur Steuerung und Regelung von zumindest der Schmiereinheit 36, dem ersten und/oder zweiten Ventil 30, 32 ist eine Steuerungseinrichtung 38 vorgesehen, welche beispielsweise mit einem Temperatursensor 40 verbunden sein kann, um eine sensorbasierte, insbesondere temperaturabhängige, Regelung der Kühlung und Schmierung des Zapfwellengetriebes 12 zu ermöglichen. About the engine cooling system 18 , in particular the drive transmission cooling system 20 , can be a lubrication unit 36 of the PTO gearbox 12 be supplied with coolant. About the lubrication unit 36 For example, the coolant for cooling and lubricating can be efficiently delivered to different points in the PTO transmission 12 be spent. An adjustable lubrication unit 36 allows a targeted, needs-based distribution of the coolant within the PTO transmission 12 , For controlling and regulating at least the lubrication unit 36 . the first and / or second valve 30 . 32 is a control device 38 provided, for example, with a temperature sensor 40 may be connected to a sensor-based, in particular temperature-dependent, control of cooling and lubrication of the PTO transmission 12 to enable.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: landwirtschaftliche Arbeitsmaschine agricultural working machine
12 12: Zapfwellengetriebe PTO
14 14: Antriebsmotor drive motor
16 16: Fahrgetriebe Travel gear
18 18: Maschinenkühlsystem Engine cooling system
20 20: Fahrgetriebekühlsystem Driving transmission cooling system
22 22: Welle wave
24 24: Eingangswelle input shaft
26 26: Abtriebswelle output shaft
28 28: Kühlkreislauf Cooling circuit
30 30: erstes Ventil first valve
32 32: zweites Ventil second valve
34 34: Kupplung clutch
36 36: Schmiereinheit lubrication unit
38 38: Steuerungseinrichtung control device
40 40: Temperatursensor temperature sensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19918501 A1 [0004]

Claims

Agricultural working machine with a drive motor ( 14 ), one with the drive motor ( 14 ) connected driving gear ( 16 ), at least one engine cooling system ( 18 ), which as cooling circuit ( 28 ) is configured with a coolant, and one by the drive motor ( 14 ) PTO drive ( 12 ), characterized in that the PTO transmission ( 12 ) fluidly with at least one engine cooling system ( 18 ) of the working machine ( 10 ) for cooling and / or lubricating the power take-off ( 12 ) connected is.

Work machine according to claim 1, characterized in that the engine cooling system ( 18 ) a drive cooling system ( 20 ) and / or an axle cooling system.

Work machine according to claim 1 or 2, characterized in that a first valve ( 30 ) for controlling the inflow of coolant into the PTO transmission ( 12 ) is provided.

Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the power take-off ( 12 ) an input shaft ( 24 ) and at least one output shaft ( 26 ), wherein on the input shaft ( 24 ) a coupling ( 34 ) is arranged.

Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the power take-off ( 12 ) a second valve ( 32 ) for switching the clutch ( 34 ) having.

Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the power take-off ( 12 ) such that a system pressure of an engine cooling system ( 18 ) for switching a transmission of the PTO transmission ( 12 ) is usable.

Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the power take-off ( 12 ) a lubrication unit ( 36 ) having.

Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the lubrication unit ( 36 ) has an adjustable volume flow and / or pressure.

Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that a control unit ( 38 ) at least for controlling the lubrication unit ( 36 ), the first and / or second valve ( 30 . 32 ) is provided.

Work machine according to one of the preceding claims, characterized in that the power take-off ( 12 ) a temperature sensor ( 40 ) having.